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Was ist Nullabgleich?

Что такое зануление?

Zanulenie ist die absichtliche elektrische Verbindung von offenen leitfähigen Teilen von elektrischen Anlagen, die sich nicht in einem normalen Spannungszustand befinden, mit einem geerdeten Sternpunkt eines Generators oder Transformators in Dreiphasennetzen; mit tauben geerdetem Ausgang einer einphasigen Stromquelle; mit einem geerdeten Quellpunkt in Gleichstromnetzen, der aus Sicherheitsgründen durchgeführt wird. Das Verschwinden des Schutzes ist die Hauptmaßnahme zum Schutz vor E-Mail-Misserfolgen. Strom mit einer möglichen Berührung in elektrischen Anlagen bis 1 kV mit tauben geerdetem Neutralleiter.

Heute ist unser Leben ohne den täglichen Betrieb verschiedener Elektrogeräte kaum vorstellbar. Die praktische Verwendung von Strom ist jedoch ohne Schutzsysteme nicht sicher. Es kann Fälle geben, in denen Schutzeinrichtungen (Stecker, Automaten usw.) möglicherweise nicht funktionieren, wodurch die innere Isolierung beschädigt wird und eine erhöhte Spannung am Metallgehäuse des Geräts auftritt. Um eine Person vor dem möglichen elektrischen Schlag während des Betriebs von Elektrogeräten und Haushaltsgeräten zu schützen, wurden verschiedene Schutzmaßnahmen entwickelt, einschließlich Nullabgleich. Dieser Artikel soll dem Leser erklären, was die Besonderheit des Verschwindens ist, um elektrische Netze zu schützen, in welchen Fällen sie verwendet werden und wie sich diese von der Schutzerdung unterscheiden.

Zanulenie wird verwendet, um elektrische Sicherheitssysteme mit PEN-, PE- oder N-Leitern sicherzustellen. Dazu gehören Netzwerke mit einem niedrigen Erdungsleiter: TN-C, TN-S und TN-CS. Der Hauptunterschied in der Organisation des Nullabgleichs für diese Systeme besteht im Schema des Anschlusses von Nullschutz- und Arbeitsleitern.

Beschreibung

TN-C-Nullabgleichsystem

Das TN-C-Nullstellungssystem ist heute veraltet, da es in den Gebäuden des alten Wohngebäudes vorherrscht. Es ist durch das Vorhandensein von über die gesamte Länge des Null-Schutz- und Null-Arbeitsleiters PEN kombiniert. Wird für die Stromversorgung in Drehstromnetzen verwendet. Verboten für Gruppen- und Einphasenverteilungsnetze. Dieses System ist relativ einfach in der Organisation, bietet jedoch keine ausreichende elektrische Sicherheit, was es unmöglich macht, es beim Bau neuer Gebäude zu verwenden.

TN-CS Nullabgleichsystem

Es ist eine verbesserte Version des TN-C-Nullstellungssystems für die elektrische Sicherheit in einphasigen Netzen. Am Verzweigungspunkt der dreiphasigen Leitung ist der einphasige kombinierte PEN-Leiter in PE- und N-Leiter unterteilt, die ihn zu einphasigen Verbrauchern führen. Dieses Nullabgleichsystem mit relativ geringer Aufwertung hat ein höheres Sicherheitsniveau.

TN-S Nullabgleichsystem

Es gilt als das perfekteste und sicherste Nullstellungsschema. Das Funktionsprinzip basiert auf der Trennung über die gesamte Länge der Null-Schutzleiter und der Null-Arbeitsleiter. Alle Metallelemente der elektrischen Installation sind mit dem Schutzleiter PE verbunden. Um eine erneute Erdung zu vermeiden, eine Transformatorstation mit einer primären Erdung einrichten.

Elektrische Sicherheit beim Nullstellen

Bei Verwendung einer Null-Schutzschaltung muss berücksichtigt werden, dass der Kurzschlussstrom einen ausreichenden Wert zum Betätigen des elektromagnetischen Auslösers des Leistungsschalters oder der Sicherungseinsicherung erreichen muss. Andernfalls fließt der Kurzschlussstrom frei durch den Stromkreis, was zu einer Erhöhung der Spannung am beschädigten Abschnitt und an allen elektrischen Elementen der installierten elektrischen Ausrüstung auf einen Wert führt, bei dem die Wahrscheinlichkeit eines elektrischen Schlags durch das Gerät um ein Vielfaches ansteigt. Es hat sich herausgestellt, dass die Zuverlässigkeit des Nullabgleichsystems zum größten Teil von der Zuverlässigkeit des verwendeten Null-Schutzleiters bestimmt wird, an den jeweils erhöhte Anforderungen gestellt werden, siehe Abschnitte 1.7.121 - 1.7.126 von ПУЭ-7. Ein sorgfältig verlegter Erdungsdraht sollte verschiedene Farben in Form gelber Streifen auf grünem Hintergrund haben. Darüber hinaus ist es notwendig, die Gesundheit seines Zustands ständig zu überwachen. Es ist verboten, elektrische Installationsschutzeinrichtungen an der Nullleitung anzubringen, da diese bei Auslösung zu Beschädigungen führen kann. Die Anschlüsse der Neutralleiter zwischen sich und mit Metallelementen der elektrischen Installation, die der Benutzer berühren kann, müssen einen zuverlässigen Kontakt gewährleisten und überprüfen können, siehe Abschnitt 1.7.39, 1.7.40 von ПУЭ-7. Der Widerstandswert einer Schraubverbindung mit Teilen einer elektrischen Installation sollte 0,1 Ohm nicht überschreiten. Die Überwachung des Schleifenwiderstandes "Phase-Null" erfolgt auf der Stufe der Abnahme, mit der Überholung und Rekonstruktion des Netzes sowie den in der behördlichen und technischen Dokumentation festgelegten Fristen. Messungen in der abgeschalteten elektrischen Anlage werden mit einem Voltmeter-Amperemeter durchgeführt. Der Wert des Erdungswiderstandes und die erneute Erdung, die Abhängigkeit der Einwirkzeit automatischer Schutzeinrichtungen gegen Kurzschlussstrom unterliegen einer ständigen Kontrolle.

Um den Stromschlag zu reduzieren, wird empfohlen, bei einem gebrochenen Neutralleiter alle 200 m der Leitung und der Stützvorrichtungen eine wiederholte Erdung mit einem Widerstand von nicht mehr als 30 Ohm durchzuführen, wobei hauptsächlich natürliche Erdung verwendet wird.

Normalisierung des Nullabgleichs

Technische Anforderungen an die Organisation von Schutznullsystemen sind in folgenden Dokumenten definiert:

  • Elektrische Installationsvorschriften (ПУЭ), Kapitel 1.7,
  • GOST R 50571.5.54-2013 (Randnr. 543),
  • GOST 12.1.030-81 (Klausel 7).

Der Nullstellungsmechanismus basiert auf der automatischen Trennung des beschädigten Teils des Netzwerks, dessen Zeit die Werte gemäß Abschnitt 1.7.79 von ПУЭ-7 nicht überschreiten sollte.

Maximal zulässige Sicherheitsabschaltzeit für ein TN-System

Nennphasenspannung U o , V Auszeit mit
127 0,8
220 0,4
380 0,2
mehr als 380 0,1

Null- und Schutzleiter müssen einen ausreichenden Widerstand aufweisen, um den Schutz auszulösen. Die aktiven und induktiven Impedanzen der Leiter bilden die Impedanz der "Phase-Null" -Schleife. Die Widerstände von Leitern hängen von ihrer Länge, ihrem spezifischen Materialwiderstand und ihrem Querschnitt ab. Induktive Widerstände werden für Leiter aus Kupfer und Stahl unterschieden. In einem Stahldraht stehen sie in umgekehrter Beziehung zur Stromdichte und dem Verhältnis des Umfangs zur Leiterquerschnittsfläche. Die induktiven Widerstände von Stahlleitern sind höher als die von Kupfer. In Abschnitt 1.7.126 ПУЭ-7 werden die kleinsten Querschnittsbereiche der Schutzleiter installiert, wenn sie aus dem gleichen Material wie die Phasenleiter bestehen. Die Querschnitte von Schutzleitern aus anderen Materialien müssen der angegebenen Leitfähigkeit entsprechen.

Kleinste Abschnitte der Schutzleiter

Phasenleiterabschnitt, mm2 Der kleinste Querschnitt der Schutzleiter, mm2
S ≤ 16 S
16 <S ≤ 35 16
S> 35 S / 2

Eine Zweidrahtleitung, bestehend aus Arbeits- und Schutzleiter, bildet eine große Spule, deren gegenseitiger Induktionswiderstand (der empfohlene Wert für Berechnungen beträgt 0,6 Ohm / km) von der Leitungslänge, dem Drahtdurchmesser und dem Abstand zwischen ihnen abhängt. Der Erdungswiderstand des Neutralleiters der Stromversorgung sollte bei Netzspannungen von 660, 380 und 220 V einer dreiphasigen Stromquelle 2, 4 bzw. 8 Ohm nicht überschreiten, siehe Abschnitt 1.7.101 von ПУЭ-7. Die Erhöhung des Kurzschlussstroms wird erreicht, indem der Widerstand des Transformators und der Schleife, für die eine Dreieck-Stern-Schaltung verwendet wird, verringert wird. Die Wicklungen von leistungsstarken Transformatoren haben also keinen großen Widerstand. Ein geringerer Widerstand der Erdungsleitungen wird erreicht, indem sie kurz und einfach gemacht werden, indem der Querschnitt der Leiter vergrößert wird und die Stahlleiter durch solche aus Nichteisenmetallen mit niedrigem induktiven Widerstand ersetzt werden. Der größte Widerstand des Neutralschutzdrahtes darf den doppelten Widerstand des Außenleiters nicht überschreiten. Die Verringerung des Abstandes zwischen ihnen verringert den externen induktiven Widerstand. Die Verringerung des Widerstands der wiederholten Erdung und deren Annäherung an die Lastknoten trägt dazu bei, dass der Strom in den Geräteteilen abnimmt. Die Verbindung mit dem Nullleiter aller geerdeten Metallstrukturen eines Gebäudes erhöht das Potenzial der Bodenfläche, auf der sich eine Person befindet, und verringert dadurch die Spannung seiner Berührung auf einen Wert, der ungefähr 0,1 bis 0,01 U3 beträgt.

Null anwendung

Sie werden in Industrieanlagen eingesetzt, häufig mit einer Stromquelle, die sich in einem Gebäude (Generator oder Transformator) befindet, um den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen für verschiedene Zwecke sicherzustellen und die Störfestigkeit während des Betriebs zu verbessern. Gemäß den Anforderungen in Abschnitt 1.7.101 von ПЭУ-7 sollten elektrische Installationen auf Null gestellt werden: - bei einer Spannung von 380 V und höher als AC und 440 V und höher als DC - in allen elektrischen Installationen; - bei Nennspannungen von mehr als 42 V, aber weniger als 380 V AC und mehr als 110 V, jedoch weniger als 440 V DC - nur in Bereichen mit erhöhter Gefahr, insbesondere bei Außenanlagen. Alle elektrischen Geräte von Industrieanlagen werden an die gemeinsame Erdungsschleife gebracht und durch einen Metallerdungsbus miteinander verbunden. Eine vollständige Liste der Teile, die der Nullstellung unterliegen, ist in Kapitel 1.7 der Regeln für den Entwurf elektrischer Anlagen (ПУЭ-7) aufgeführt. Es gibt auch eine Liste der elektrischen Geräte, deren absichtliches Nullstellen nicht erforderlich ist. Für die elektrische Absicherung von Wohnanlagen wird praktisch kein Nullstellen eingesetzt. In neuen Gebäuden ist die Erdung zentral organisiert. Moderne Elektrogeräte haben einen dreipoligen Stecker. Einer der Kontakte ist mit dem Gehäuse verbunden. Die Erdung für eine einzelne Wohnung besteht aus dem Anschluss an die Erdung der Gehäuse und Teile von Haushaltsgeräten. Die Notwendigkeit des Nullabgleichs entfällt in diesem Fall. Die Häuser des alten Wohnungsbestandes, die in der Regel durch das TNC-System verbunden sind, dürfen überhaupt nicht geerdet werden. Die Modernisierung der elektrischen Netze solcher Häuser sollte von einem Elektrofachbetrieb erledigt werden. Häufig greifen die Bewohner solcher Häuser jedoch auf die in diesem Fall verbotene Anordnung der Erdung zurück, was für den Wohnbereich keineswegs eine sichere Art des elektrischen Schutzes darstellt. Die Anforderungen an die Organisation des Schutznullsystems sind, wie bereits erwähnt, in den regulatorischen Dokumenten definiert. Bei der Implementierung dieser Methode zum Schutz von elektrischen Netzen werden jedoch häufig Fehler gemacht, die den beabsichtigten Zweck behindern. Es ist irrtümlicherweise die Meinung, dass die Erdung besser in einem vom Neutralleiter getrennten Stromkreis durchgeführt werden sollte, da ein langer PEN-Leiter vom elektrischen Gerät zu wenig Widerstand gegen die Erdung der Unterstation hat. In Wirklichkeit ist der Erdungswiderstand jedoch viel größer als der eines langen Drahtes. Wenn eine Phase auf ein derart geerdetes Installationsgehäuse stößt, reicht der Kurzschlussstrom möglicherweise nicht aus, um den automatischen Schutz des Stromnetzes zu gewährleisten. In diesem Fall erreicht die Spannung des Gehäuses einen gefährlichen Wert für den Benutzer. Auch bei Verwendung eines kleinen Leistungsschalters ist es nicht möglich, die Zeit der automatischen Trennung der beschädigten Leitung vom Netzwerk bis zum erforderlichen PUE sicherzustellen.

Erdungsunterschied zur Erdung

Je nach Zweck sind Erdung und Nullung in vielerlei Hinsicht ähnlich - sie schützen den Benutzer einer elektrischen Installation vor einem elektrischen Schlag. Die Methoden und Grundsätze für die Organisation eines solchen Schutzes sind jedoch unterschiedlich. Die Gewährleistung der elektrischen Sicherheit von Netzwerken, die das Nullabgleichssystem verwenden, ist in den vorherigen Abschnitten des Artikels ausführlich beschrieben. Die Wirkung der Schutzerdung beruht auf der erzwungenen Verbindung von elektrischen Anlagen mit der Erde, um die Berührungsspannung auf einen sicheren Wert zu reduzieren. Übermäßiger Strom, der in das Gehäuse der elektrischen Installation eintritt, wird direkt (über das Erdungsteil) zur Erde abgeleitet. Als Erdungssatz einer Erdungsschaltung mit dreieckiger Konfiguration sollte der Widerstand geringer sein als in anderen Teilen der Schaltung. Der Unterschied zwischen Erdung und Erdung ist wie folgt:

  • Um den Schutz elektrischer Netze zu gewährleisten: Erdung - reduziert die Berührungsspannung, Nullabgleich - trennt die beschädigte elektrische Installation vom Netz, wodurch ein elektrischer Stromschlag nahezu ausgeschlossen wird und aus dieser Sicht ein wirksamerer Schutz für den Einsatz in Industrieanlagen ist. Wenn wir jedoch über die Zuverlässigkeit des Schutzes während des Betriebs sprechen, ist die Nullung aufgrund der höheren Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Unversehrtheit des Neutralleiters und einer möglichen Änderung des Widerstands der Phase-Zero-Schleife der Erdung unterlegen.
  • Anwendungssysteme: Die Erdung wird ausschließlich zum Schutz von Netzen mit isoliertem Neutralleiter (TT- und IT-Systeme) und Erdung verwendet - in Netzen mit erdgeschirmtem Neutralleiter TN-C, TN-S und TN-CS, wo PEN-, PE- oder N-Leiter vorhanden sind.
  • Art der Anordnung: Aus Gründen der Einfachheit und Erschwinglichkeit der Anordnung ist das Nullstellen eine komplexere und zeitaufwendigere Schutzmethode, die technische Kenntnisse und Fähigkeiten erfordert, um die Methode und den Mittelwert der Nullstellung richtig zu bestimmen. Bei der Schutzerdung sind die einzelnen Teile des Stromabnehmers mit der Erde verbunden, wofür die Verwendung von Anweisungen für elektrische Geräte ausreichend ist.

Fazit

Die Rolle des Nullabgleichs beim Arbeiten mit elektrischen Anlagen in Industrieunternehmen ist schwer zu überschätzen. Das Trennen einer beschädigten Installation vom Netzwerk bei einem Ausfall der Isolation ist das Nullstellen ein zuverlässiger Weg, um eine Person vor einem möglichen elektrischen Schlag zu schützen. Um die elektrische Sicherheit wirksam zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Auslegung der Elemente des verschwindenden Systems strikt an die betrachteten Normen sowie eine sorgfältige und ständige Überwachung ihres Zustands anzupassen. Die Verwendung von Erdung oder Erdung hängt von der erforderlichen Methode ab, um den Schutz verschiedener Systeme elektrischer Netze sicherzustellen.

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